Систематическая погрешность
В технических измерениях к систематическим погрешностям относят те погрешности, независимо от их природы и источника, величина которых может быть определена или спрогнозирована еще до проведения измерений. Определение и исключение систематической погрешности является одной из главных задач на всех стадиях планирования и проведения измерений. При проведении технических измерений возможны систематические погрешности, которые могут быть выявлены и учтены только при глубоком понимании сущности объекта измерений, методики и средств измерений. Особенно это свойственно измерениям, которые производятся на крупных технических агрегатах, в сложных технологических процессах, например, металлургических. Применительно к задачам автоматизации это предполагает, что расчет ожидаемой систематической погрешности должен начинаться еще на этапе проектирования САУ. На этом этапе необходимо: · выбрать методы и средства измерений, адекватные поставленной задаче, определить и, при необходимости, подтвердить метрологические характеристики средств измерений: · выявить потенциальные источники погрешностей и принять меры по их устранению или минимизации воздействия на результат измерений, · провести оценку ожидаемой систематической погрешности.
Эта предварительная работа выполняется методами теоретического анализа, математического, имитационного и физического моделирования процесса измерений. Однако, все эти действия не позволяют абсолютно уверенно оценить и (или) исключить систематическую погрешность. Поэтому особое значение приобретает этап наладки средств автоматизации, включая средства и методы измерений, в ходе которого реальные значения и источники погрешностей выявляются экспериментально. Для исключения и (или) оценки систематических погрешностей в процессе подготовки измерений применяются самые различные способы. В том числе: Способ замещения - измеряемый объект заменяется известной мерой. Такой мерой может служить образцовый объект, имеющим туже природу, что и измеряемый, но характеристики которого заранее известны с высокой точностью. Способ последовательных наблюдений - последовательные измерения через равные промежутки времени, что позволяет определить и учесть скорость изменения прогрессирующих систематических погрешностей Метод рандомизации- искусственная трансформация систематической погрешности в случайную. Например, для измерения физической величины одновременно используются несколько разнотипных приборов с последующим усреднением их показаний; применяют наложение известных периодических возмущений (изменение методики и условий измерений, параметров внешней среды и т.п.), которые не влияют на измеряемую величину, но могут изменить систематическую погрешность ее измерения. Повторные и многократные измерения при измененяемых внешних условиях, при других методиках и технических средствах измерений. Сопоставление результатов, полученных в различных условиях измерений, позволяет минимизировать систематические ошибки, обусловленные неизвестными и (или) не формализуемыми причинами. В том числе: · особенностями эксплуатации оборудования, · влиянием окружающей среды; · влиянием различных процессов, которые протекают в объекте измерений, но прямо не влияют на измеряемую величину.
В результате выполнения всех этих действий часть источников систематической погрешности вообще может быть устранена. Оставшаяся часть систематической погрешности должна быть выявлена, а ее величина должна учитываться в результатах измерений в виде поправок. § Поправкой называется величина, одноименная с измеряемой, добавление которой к результату измерений исключает систематическую погрешность. § Поправочный множитель (поправочный коэффициент) это число, на которое умножается результат измерений с целью исключения систематической погрешности. Поправки и поправочные коэффициенты в виде графиков, таблиц или формул прилагаются к паспорту прибора, методике измерений, стандарту предприятия или другому документу, регламентирующую данную процедуру технических измерений.
Большинство поправок не может быть точно определено ни расчетным путем, ни экспериментально, т.е. тоже содержат погрешность.
Ø Все методы определения систематической погрешности в свою очередь содержат погрешность. Поэтому поправки также содержат погрешность и в принципе не могут полностью компенсировать систематическую составляющую погрешности.
Поэтому в результатах измерений всегда присутствует некоторая остаточная величина систематической погрешности, которая называется неисключенным остатком систематической погрешности илинеисключенной систематической погрешностью (НСП). При небольшом числе источников погрешности (n £ 3) верхняя граница НСП результата измерений qопределяется по максимуму:
(16)
где qi– граница i-той составляющей НСП. Такая оценка величины НСП явно является завышенной, т.к. маловероятно, чтобы все компоненты НСП одновременно имели максимальное значение одного знака. При значительном числе источников систематической погрешности, n³4, величину НСП оценивают с вероятностно-статистической точки зрения. При этом полагается, что величина НСП может равновероятно принимать любые значения в пределах своего максимального значения (нижней и верхней границ), Т.е. неустраненная систематическая погрешность рассматривается как случайная величина, подчиняющаюся нормальному закону распределения. Тогда при n³ 4 граница НСП результата измерений с вероятностью 0,95 принимают равной: (17)
а с вероятностью 0,99 равной: (18) При большом количестве поправок, каждая из которых имеет конечную погрешность, необходимо, чтобы значение поправок не увеличивало общей погрешности измерений.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1044)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |